計(jì)算光學(xué)成像的探索者

"計(jì)算光學(xué)成像的探索者"一一中關(guān)村企業(yè)借你一雙慧眼目前，上億像素大陣列復(fù)眼成像技術(shù)的公司，全球范圍內(nèi)僅3家公司。而在北京中關(guān)村，就有這樣一家公司叫泰邦泰平，他們被稱為〃計(jì)算光學(xué)成像的探索者”。這個(gè)成立于2013年的年輕企業(yè)，不僅是2016年首批中關(guān)村前沿技術(shù)企業(yè)，而且是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，擁有兩項(xiàng)世界首創(chuàng)技術(shù)，多項(xiàng)國(guó)內(nèi)夕卜發(fā)明專利技術(shù)?？破諘r(shí)間到：什么是計(jì)算成像：傳統(tǒng)的的光學(xué)成像的原理就是幾何光學(xué)成像，核心只在鏡頭。比如說一個(gè)鏡頭，后面擺一個(gè)膠片或者一面屏幕，這樣都能看到圖像，拍到的是什么像，看到的就是什么像。而計(jì)算成像中的成像首先要運(yùn)用到光學(xué)的組件和技術(shù)，第二要運(yùn)用圖片信號(hào)處理的技術(shù)，把這兩個(gè)結(jié)合到一起做成的成像技術(shù)，比如說我們現(xiàn)在要說的復(fù)眼成像和光圈景深聯(lián)合延拓成像等，可以用計(jì)算成像做任意高分辨率的成像和光圈景深聯(lián)合延拓成像。本文重點(diǎn)來了！

要畫重點(diǎn)了要畫重點(diǎn)了什么是復(fù)眼成像？復(fù)眼成像是仿照昆蟲眼睛的成像原理研發(fā)的新型成像技術(shù)，復(fù)眼成像技術(shù)相比于傳統(tǒng)的單眼成像技術(shù)有著無法比擬的優(yōu)勢(shì)，比如復(fù)眼相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)超高分辨率的成像，幾千萬到幾億甚至幾十億像素的分辨率都可以達(dá)到其他的如超低照度，超寬視場(chǎng)角的性能也可以同時(shí)達(dá)到。傳統(tǒng)的單眼相機(jī)只能實(shí)現(xiàn)寬、遠(yuǎn)、清成像的三者之二，而復(fù)眼相機(jī)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬、遠(yuǎn)、清的成像！進(jìn)一步，復(fù)眼相機(jī)具備廣角和特寫兼?zhèn)洹?dòng)態(tài)細(xì)節(jié)長(zhǎng)時(shí)間跟拍的全新拍攝體驗(yàn)！

頑r頑rIfn'ii2a)4F~—H命IMfig游m如圖，通俗的說，傳統(tǒng)技術(shù)下一個(gè)大房子經(jīng)過鏡頭成像形成一個(gè)小房子的圖片Mfig游m如圖，通俗的說，傳統(tǒng)技術(shù)下一個(gè)大房子經(jīng)過鏡頭成像形成一個(gè)小房子的圖片MtapoiMT也1心〔|底Ha度林in科端學(xué)藥。血而運(yùn)用復(fù)眼技術(shù)后，可以形成更加清晰的大房子的圖片復(fù)眼技術(shù)分為兩種，一是多個(gè)眼睛看同一個(gè)場(chǎng)景，每個(gè)眼睛的分辨率不高，看同一個(gè)場(chǎng)景的同時(shí)，通過計(jì)算，形成一個(gè)高分辨率的效果。二是所有的子系統(tǒng)都看同一個(gè)畫面，形成一個(gè)高分辨率。還有一種所有的子系統(tǒng)都看畫面的一部分，但是每一個(gè)系統(tǒng)的分辨率都比較高，最后的系統(tǒng)分辨率會(huì)非常高，就像蜻蜓的眼睛或者蒼蠅的眼睛。下圖就是16個(gè)復(fù)眼監(jiān)控的攝像頭，通過坐標(biāo)的變換、畫面的拼接和融合，顏色的統(tǒng)一后形成一張完整的圖片。

復(fù)眼監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn)全范圍：全景面畫觀察目標(biāo)區(qū)域——更遠(yuǎn)、更寬全細(xì)節(jié)：場(chǎng)景內(nèi)區(qū)域展示無遺漏——更清全時(shí)段：監(jiān)控任意時(shí)段任意細(xì)節(jié)調(diào)取——更全智能化：結(jié)合視頻AI智能算法——更懂中關(guān)村的世界首創(chuàng)技術(shù)更實(shí)用復(fù)眼監(jiān)控技術(shù)的原理完全是按照幾何光學(xué)的的理想成像的要求來做的一個(gè)突破傳統(tǒng)幾何光學(xué)原理的技術(shù)，通過這樣的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“高分辨無極限”的特性，比如咱們所熟知的任何光學(xué)產(chǎn)品，都面臨一個(gè)問題，如果想達(dá)到高分辨率，首先傳感芯片的分辨率就要高。其次鏡頭的分辨率要高。想把這兩個(gè)都做好，都面臨著巨大的難題，鏡頭的難題在于工藝，芯片的難題在于需求量小，成本高，比如航天用的高分辨率芯片，這種芯片因?yàn)橛昧可俣靸r(jià)極高，不具備商用價(jià)值。而復(fù)眼成像技術(shù)可以把多個(gè)普通分辨率的成像系統(tǒng)做成一個(gè)超高分辨率的成像系統(tǒng)，可以和它達(dá)到和某航天成像系統(tǒng)一樣甚至更高分辨率的成像效果。“航天用的芯片能做到一個(gè)億像素，可能就做不了兩個(gè)億像素，可是我們可以用百萬級(jí)或者千萬級(jí)像素的芯片做10億或者20億像素，甚至可以做的更高。這是因?yàn)閺?fù)眼成像技術(shù)的具有性能上永遠(yuǎn)領(lǐng)先一代的特性，也就是永遠(yuǎn)用現(xiàn)有成熟的低成本部件、器件，制造出遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前極限的下一代性能的產(chǎn)品，或者說是用基于當(dāng)代的工業(yè)水平做超越下一代工業(yè)水平超高性能產(chǎn)品?！碧┌钐┢降膭?chuàng)始人賈偉這樣說道。復(fù)眼成像的這種用現(xiàn)有成熟的低成本部件、器件，制造出遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前極限的下一代性能的產(chǎn)品獨(dú)特的實(shí)現(xiàn)方式，屬于世界首創(chuàng)，誕生在中關(guān)村。目前同樣擁有此項(xiàng)技術(shù)的美國(guó)公司受到美國(guó)軍方支持，技術(shù)主要用于軍方的無人機(jī)上。而在全球僅有的三家擁有這樣技術(shù)的公司中，中關(guān)村企業(yè)泰邦泰平的技術(shù)可應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛，未來可在手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、專業(yè)影視、體育直播等多個(gè)領(lǐng)域孵化，想象空間巨大。應(yīng)用：如此高大上的技術(shù)，用的好才是王道。打造智慧旅游創(chuàng)新安防監(jiān)控方案在甘肅省張掖丹霞地質(zhì)公園，為甘肅唯一進(jìn)入5入級(jí)旅游景區(qū)質(zhì)量評(píng)審的景區(qū)。此次景區(qū)的信息化建設(shè)中，泰邦泰平科技（北京）有限公司的觀景臺(tái)及景區(qū)廣場(chǎng)復(fù)眼寬景監(jiān)控項(xiàng)目為其申辦5A級(jí)景區(qū)提供了優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新技術(shù)方案支持。

如圖，復(fù)眼監(jiān)控系統(tǒng)將景區(qū)的真實(shí)場(chǎng)景25幀視頻，全方位清晰的搬到屏幕上。用戶只需輕松點(diǎn)擊鼠標(biāo)，便可上下左右/走近/退遠(yuǎn)的觀看景區(qū)安保場(chǎng)所/風(fēng)光，宛如身臨其境般。上下模式的操作實(shí)景界面：下路寬幅畫面為景區(qū)游客廣場(chǎng)全景視頻畫面（分辨率高達(dá)3400萬像素），該復(fù)眼攝像機(jī)架設(shè)于景區(qū)觀景塔上，一臺(tái)即可覆蓋景區(qū)整個(gè)廣場(chǎng)（800*400米），包含：左側(cè)博物館入口、中部旅客廣場(chǎng)、右側(cè)景區(qū)管理辦公樓及頂端右端主要通勤路段等多個(gè)核心區(qū)域;上路細(xì)節(jié)視頻為景區(qū)管理辦公樓入口放大畫面視頻，該細(xì)節(jié)路可隨用戶關(guān)注點(diǎn)變換任意切換。

復(fù)目艮系統(tǒng)獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)針對(duì)景區(qū)應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一、超寬景高清視頻，針對(duì)景區(qū)開闊視野區(qū)域，1臺(tái)即可覆蓋接近1平方公里的監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域，可替代傳統(tǒng)至少30-40臺(tái)槍型攝像機(jī)。在降低綜合成本20%以上的同時(shí)，解放了用戶長(zhǎng)期循環(huán)切屏凝視監(jiān)控的職業(yè)弊端，大大提升用戶的監(jiān)控視覺體驗(yàn)；二復(fù)目艮系統(tǒng)獨(dú)特的全時(shí)空回溯特點(diǎn)，即使無人值守，事后依然可通過回看功能實(shí)現(xiàn)任意時(shí)段任意區(qū)域任意細(xì)節(jié)的查看。宛如場(chǎng)景昨日重現(xiàn)。隨著智慧旅游行業(yè)的不斷發(fā)展，景區(qū)的信息化建設(shè)也在以不可預(yù)見的速度迭代升級(jí)。相信未來會(huì)有更多景區(qū)采用類似復(fù)眼攝像系統(tǒng)這種更具創(chuàng)新性的智慧解決方案。為大型活動(dòng)保駕護(hù)航

2015年8月，北京國(guó)際田聯(lián)世界田徑錦標(biāo)賽在國(guó)家體育場(chǎng)（鳥巢）圓滿收官。作為2008年奧運(yùn)會(huì)之后在北京舉辦的又一項(xiàng)全球性的國(guó)際大型體育賽事，也是中國(guó)首次主辦的世界田壇最高水平的大賽，北京警方啟動(dòng)了最高等級(jí)防控，強(qiáng)化落實(shí)反恐防恐、應(yīng)急處突等措施，確保了開幕式及各項(xiàng)賽事活動(dòng)的安全。錦標(biāo)賽期間，一臺(tái)外形有別于傳統(tǒng)攝像設(shè)備的獨(dú)特?cái)z像系統(tǒng)矗立在鳥巢主席臺(tái)對(duì)面的觀眾席，讓不少觀眾及攝影師望而生奇。這套攝像系統(tǒng)究竟有何作用呢？是什么原因讓其外形如此獨(dú)特？原來，這套外形奇特的系統(tǒng)是泰邦泰平科技（北京）有限公司研發(fā)的4000萬像素復(fù)眼監(jiān)控?cái)z像機(jī)，主要針對(duì)主席臺(tái)及周圍各通道進(jìn)行全景視頻監(jiān)控，為大型活動(dòng)的嘉賓和VIP保駕護(hù)航。這套系統(tǒng)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)超高分辨率、遠(yuǎn)距離、寬視場(chǎng)的三全（全范圍全細(xì)節(jié)全時(shí)段）監(jiān)控。

（顯示細(xì)節(jié)）據(jù)介紹，傳統(tǒng)高倍變焦攝像機(jī)在查看某處細(xì)節(jié)時(shí)，會(huì)漏掉原監(jiān)控范圍內(nèi)的其他細(xì)節(jié)。而依托“復(fù)眼成像系統(tǒng)”，可以保證監(jiān)控范圍內(nèi)所有細(xì)節(jié)的全時(shí)空回溯。這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分辨率無極限，比如上億像素分辨率甚至更高，同時(shí)在理論上可以實(shí)現(xiàn)任意寬視場(chǎng)，任意遠(yuǎn)